一种燃料自适应分配装置及燃气炉轮机的制作方法

本实用新型涉及到燃气轮机的技术领域，尤其涉及到一种燃料自适应分配装置及燃气炉轮机。

背景技术：

燃气轮机具有结构紧凑、重量轻，维护费用低等特点可以广泛用于分布式发电领域。燃气轮机燃烧产物中含有NOx(氮氧化物)，NOx主要包含NO和NO2。NO是一种无色无臭的气体，大气中的NO浓度如果达到了一定的程度，就会与血液中的血色素结合，造成血液缺氧从而引起中枢神经麻痹。NO2是一种红色有毒气体，对人体呼吸器官有刺激作用，容易引起肺气肿和肺癌，NO2还能破坏臭氧形成臭氧空洞。所以要尽可能采取技术措施降低燃气轮机的NOx排放量。

在燃气轮机中，燃烧室内燃料燃烧时的温度对NOx的影响非常大，NOx的产量和生成速度随着燃烧温度的升高呈指数增长。所以降低燃气轮机NOx的排放量，关键在于将燃烧室内的温度控制在较低水平(一般为1700K-1900K，若温度更低会影响燃烧效率)，因此，如何控制燃烧室内温度具有很大的意义。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种燃料自适应分配装置及燃气炉轮机，实现自动控制其主燃级和预燃级的燃料分配，有利于控制燃烧室内的温度，降低排放污染。

本实用新型提供了一种燃料自适应分配装置，该分配装置包括：第一管道以及与所述第一管道连通的第二管道，所述第一管道的一端为燃气入口，另一端用于连接燃气轮机的预燃级燃料入口，所述第二管道用于连接燃气轮机的主燃级燃料入口；其中，

所述第一管道内设置有环形凸肩，且所述第一管道内滑动装配有控制元件，所述控制元件上设置有连通所述燃气入口与所述预燃级燃料入口的燃料孔，所述燃料孔的直径小于所述第一管道的内径，所述环形凸肩与所述控制元件之间设置有压缩弹簧；在所述压缩弹簧处于自由状态时，所述控制元件封堵住所述第一管道与所述第二管道的连通处，在所述压缩弹簧被压缩设定距离后，所述第一管道与所述第二管道连通。

在上述实施中，在第一管道内设置了控制元件，并且通过控制元件根据燃气的流速打开第二管道，从而实现了自动控制其主燃级和预燃级的燃料分配，有利于控制燃烧室内的温度，降低排放污染。

在一个具体的实施方案中，所述控制元件为一端开口的筒状结构，且所述筒状结构封闭的一端上设置有所述燃料孔。

在一个具体的实施方案中，所述压缩弹簧部分插入到所述筒状结构内并抵压在所述筒状结构封闭的一端。

在一个具体的实施方案中，所述筒状结构的侧壁上设置有通孔，且在所述压缩弹簧处于自由状态时，所述通孔被所述第一管道的内壁封堵，在所述压缩弹簧被压缩设定距离时，所述通孔与所述第二管道连通。

在一个具体的实施方案中，所述第二管道为L形的折弯管道。

在一个具体的实施方案中，所述燃料孔与所述环形凸肩之间的孔同轴设置。

在一个具体的实施方案中，所述环形凸肩到所述第二管道与所述第一管道连通处的距离大于所述控制元件的长度。

在一个具体的实施方案中，所述第一管道与所述环形凸肩为一体结构。

在一个具体的实施方案中，所述第一管道为阶梯管道，且所述控制元件及所述环形凸肩均位于所述第一管道中直径较大的管道内。

本实用新型还提供了一种燃气炉轮机，该燃气炉轮机包括上述任一项所述的燃料自适应分配装置。

在上述实施中，在第一管道内设置了控制元件，并且通过控制元件根据燃气的流速打开第二管道，从而实现了自动控制其主燃级和预燃级的燃料分配，有利于控制燃烧室内的温度，降低排放污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的燃料自适应分配装置的平面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃料自适应分配装置的剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的控制元件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的燃料自适应分配装置的使用状态参考图；

图5～图7为本实用新型实施例提供的燃料自适应分配装置的状态流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一并参考图1及图2，其中，图1及图2分别示出了不同角度的燃料自适应分配装置的结构。

本实用新型实施例提供了一种燃料自适应分配装置，该分配装置的主体结构包括两个管道，分别为第一管道23及第二管道22，其中，第一管道23的一端为燃料入口21，另一端为预燃级燃料入口21连接口，第二管道22与第一管道23连通，在具体连接时，第一管道23与第二管道22形成一个T形的结构，即第二管道22与第一管道23的连通处位于第一管道23的侧壁上，第二管道22远离第一管道23的一端为主燃级燃料入口21连接口。在具体连接时，第一管道23的预燃级燃料入口21连接口与燃气炉轮机的预燃级燃料入口21连接，第二管道22的主燃级燃料入口21连接口与燃气炉轮机的主燃级燃料入口21连接。为了实现对主燃级和预燃级的燃料分配的自动控制，在本实施例提供的分配装置中设置了一个控制元件26，并且，该控制元件26上设置有连通燃气入口与预燃级燃料入口21的燃料孔27，燃料孔27的直径小于第一管道23的内径，具体的，该第一管道23内滑动装配了控制元件26，且第一管道23内设置了一个环形凸肩24，该环形凸肩24用于与控制元件26配合。在具体设置时，为了提高稳定性，第一管道23与环形凸肩24为一体结构。从而保证了环形凸肩24与第一管道23的连接强度，在具体制造时，可以通过注塑的方式一体注塑成型第一管道23及环形凸肩24。此外，为了提高燃气的流动性，该燃料孔27与环形凸肩24之间的孔同轴设置。从而保证燃气能够顺畅的在第一管道23内流通。

继续参考图1及图2，在具体设置时，环形凸肩24与控制元件26之间设置了压缩弹簧25，该压缩弹簧25的两端分别抵压在环形凸肩24及控制元件26上，并且在压缩弹簧25处于自由状态时，该控制元件26封堵住第一管道23与第二管道22的连通处，并且在压缩弹簧25被压缩设定距离后，第一管道23与第二管道22连通。

一并参考图3，图3示出了本实施例提供的控制元件26的结构，在本实施例中，该控制元件26为一端开口的筒状结构，且筒状结构封闭的一端上设置有燃料孔27。其中，该筒状结构的开口朝向环形凸肩24，并且压缩弹簧25部分插入到筒状结构内并抵压在筒状结构封闭的一端。在采用该结构时，当压缩弹簧25被压缩时，通过筒状结构的侧壁的限定，保证了压缩弹簧25形变的方向，避免出现压缩弹簧25在被压缩时弯曲的情况，保证了压缩弹簧25能够稳定的工作。

继续参考图1及图2，由图1及图2可以看出，本实施例提供的第一管道23为一个直管道，第二管道22为一个L形的折弯管道。更具体的，该第一管道23为一个阶梯管道，且控制元件26及环形凸肩24均位于第一管道23中直径较大的管道内，并且第二管道22与第一管道23的连通处也位于第一管道23上直径较大的管道处。

在上述实施例中，由于控制元件26上设置的燃料孔27的直径小于第一管道23的内径，由流体力学可以得知，气流在燃料孔27的两侧出现压力差，因此，可以实现通过燃气推动控制元件26滑动的目的。在燃气入口通入燃气时，燃气的流速不断增加，随着燃气流速的不断增大，逐渐克服压缩弹簧25的压力，以推动控制元件26，在初始位置时，控制元件26的筒状结构侧壁封住第一管道23与第二管道22的联通处，当控制元件26整个被推开时，第一管道23与第二管道22连通，此时，燃气可以进入到主燃级燃料入口21。在采用该方式时，通过将整个控制元件26推开的方式实现第一管道23及第二管道22连通，此时，环形凸肩24到第二管道22与第一管道23连通处的距离大于控制元件26的长度。从而保证连通处与环形凸肩24之间有足够的空间容纳控制元件26。此外，还可以采用其他的方式来实现连通，如可以在筒状结构的侧壁上设置有通孔，且在压缩弹簧25处于自由状态时，通孔被第一管道23的内壁封堵，在压缩弹簧25被压缩设定距离时，通孔与第二管道22连通。此时，无需将整个控制元件26推开，只需推动控制元件26使得通孔与连通处连通即可。

为了方便本实施例提供的分配装置，下面结合图4对其进行详细的说明。图4示出了燃气炉轮机的结构，即分配装置的使用状态参考图，如图4所示，该燃气炉轮机包括一个机匣12，该机匣12连接了空气入口13，该机匣12内还设置了预混装置16以及与预混装置16连接的燃烧室15，该燃烧室15连接了燃气出口14，此外，该预混装置16连接了主燃级和预燃级的进气管道。在具体使用时，本实施例提供的燃料自适应分配装置11的第一管道23及第二管道22分别与预燃级燃料入口21及主燃级燃料入口21连接。

一并参考图5～图7，在具体使用时，燃气轮机开始工作时，控制元件26的位置处于如图5所示的位置31，控制元件26堵住了通往主燃级燃料入口21的流路，这时从燃料入口21进入的燃料经过控制元件26上的燃料孔27而通向预燃级燃料入口21，这样在燃烧室15中只有预燃级有燃料在燃烧工作。随着燃料量的增加，燃料孔27两侧的压力差越来越大，当压力差大于压缩弹簧25的弹力时，压缩弹簧25被压缩，这样控制元件26的位置就会随压缩弹簧25移动，此时，该控制元件26处于如图6所示的位置32，这时就会有一部分燃料通过主燃级燃料入口21，这样在燃烧室15内主燃级也就开始燃烧燃料工作了。随着燃料量的进一步增加，燃料孔27两侧的压力差越来越大，压缩弹簧25也被进一步的压缩，最终控制元件26的位置如图7所示的位置33，这时主燃级就达到了最大燃料量，燃烧室15稳定燃烧工作了。

通过上述描述可以看出，本实施例提供的分配装置在第一管道23内设置了控制元件26，并且通过控制元件26根据燃气的流速打开第二管道22，从而实现了自动控制其主燃级和预燃级的燃料分配，有利于控制燃烧室15内的温度，降低排放污染。

继续参考图4，本实用新型实施例还提供了一种燃气炉轮机，该燃气炉轮机包括上述任一项的燃料自适应分配装置。

在上述实施中，在第一管道23内设置了控制元件26，并且通过控制元件26根据燃气的流速打开第二管道22，从而实现了自动控制其主燃级和预燃级的燃料分配，有利于控制燃烧室15内的温度，降低排放污染。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。